Подстроечный вакуумный конденсатор

Авторы патента:

H01G5/02 - Конденсаторы, изменение емкости которых осуществляется механическим путем, например поворотом оси; способы их изготовления

Изобретение относится к высокочастотной технике, а более точно к конструкциям подстроечных вакуумных конденсаторов особенно для больших мощностей. Цель изобретения - уменьшение собственной индуктивности конденсатора. В подстроечном закуумном конденсаторе, в котором в вакуумно-плотном корпусе расположены две системы электродов (6, 7), из которых верхняя система(6)является перемещаемой и соединена с крышкой (3) корпуса токоподводящим сильфоном (9), паразитная собственная индуктивность уменьшена благодаря тому, что сильфон (9) своим наружным диаметром (d) и окружающая его электропроводная оболочка своим внутренним диаметром (Р) согласуются друг с другом . 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (sr)s H 01 G 5j02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЛАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К ПАТЕНТУ (21) 4356257! 21 (22) 19-.08.88 (46) 15.07,93. Бюл. hb 26 (71) ББЦ Браун Бовери АГ(СН) (72) Ханс Ульрих Боксбергер (СН)и К)рай ьомленович (YU) (56) Патент США % 3270259, .кл. 317-230, 1965, Патент Швейцарии bh 656740. кл, Н 01 G 5/01, 15,07.86. (54) ПОДСТРОЕЧНЫЙ ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР (57) Изобретение относится к высокочастот° ной технике, а более точно к конструкциям подстроечных вакуумных конденсаторов

„„5U„, 1828558 А3 особенно для больших мощностей. Цель изобретения вЂ” уменьшение -собствен ной индуктивности конденсатора, В подстроечном вакуумном конденсаторе, в котором в вакуумно-плотном корпусе расположены две системы электродов (6, 7), из которых верхняя система(6) является перемещаемой и соединена с крышкой(3) корпуса токоподводящим сильфоном (9), паразнтная собственная индуктивность уменьшена благодаря тому, что сильфон (9) своим наружным диаметром (d) и окружающая его электропроводная оболочка своим внутренним диаметром (p) согласуются друг с другом. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1828558

Изобретение относится к высокочастотной технике, а более точно к конструкциям подстроечных вакуумных конденсаторов, особенно для больших мощностей, Целью изобретения является уменьшение собственной индуктивности конденсатора, На фиг. 1 показана схема подстроечного вакуумного конденсатора согласно прототипу, сечение; на фиг. 2 вЂ” вакуумный конденсатор в соответствии с первым примером выполнения изобретения, сечение; на фиг. 3 вЂ” то же, в соответствии со вторым примером выполнения изобретения; на фиг.

4 вЂ” то же, в соответствии с третьим примером выполнения изобретения, Примеры выполнения изобретения.

Принципиальная конструкция известного подстроечного вакуумного конденсатора схематично показана на фиг. 1 в разрезе. Левая половина фигуры при этом показывает конфигурацию конденсатора при минимальной емкости, соответственно правая половина вЂ” конфигурацию при максимальной емкости. Аналогичное разделение имеет место и на остальных фиг. 2 вЂ” 4.

Вакуумный конденсатор на фиг. 1 содержит вакуумноплотный корпус, который состоит из цилиндрической стеклянной или керамической изоляционной оболочки 1, примыкающей сверху к изоляционной оболочке 1 верхней металлической оболочки 2, которая сверху закрыта крышкой 3, и примыкающей снизу к оболочке 1 нижней металлической оболочки 4, которая снизу закрыта днищем 5. Верхняя и нижняя металлические оболочки 2 и 4 являются цилиндрическими и имеют обычно такой же диаметр, как и изоляционная оболочка 1.

Внутри корпуса расположены верхняя система электродов 6 и нижняя система электродов 7, которые совместно образуют регулируемую емкость, Обе системы электродов в большинстве случаев представляют собой комплекты кольцеобразных концентрических пластин, входящих друг в друга.

Нижняя система электродов 7 жестко смонтирована на днище 5, Верхняя система электродов 6 может перемещаться вдоль оси корпуса, Перемещение и, следовательно, изменение емкости производится с помощью управляющей штанги 8, которая приводится в движение не показанным на чертеже винтовым механизмом.

Управляющая штанга 8 проходит через отверстие в крышке 3 к расположенному снаружи винтовому механизму, Чтобы, несмотря на наличие отверстия в крышке 3, обеспечить герметичность, предусмотрен растягивающийся в продольном направлении сильфон 9, который концентрически окружает управляющую штангу 8 и соединен сверху с крышкой 3, а снизу вЂ” с верхней системой электродов 6, В примере, показанном на фиг, 1, сильфон 9 служит не только в качестве герметизирующего элемента, но и в качестве токоподвода к верхней системе электродов

6. Высокочастотный рабочий ток течет от

"0 участка подключения на наружной стороне крышки 3 в направлении стрелок, показанных на левой стороне фиг, 1, по наружной стороне верхней металлической оболочки 2, по внутренней стороне этой оболочки 2, по внутренней стороне крышки 3 и по наружной стороне сильфона 9 к верхней системе электродов 6.

Верхняя металлическая оболочка 2 представляет собой электропроводную оболо «у, которая концентрически окружает токоведущий сильфон 9 и вместе с ним образует коаксиальную линию. Таким же образом другой участок вакуумного конденсатора можно представить в виде коаксиальной линии, Чтобы определить собственную индуктивность показанного вакуумного конденсатора, можно вычислить в первом приближении погонную индуктивность с по30 мощью формул, известных из теории коаксиальных линий: (1) Z = 60 In(D/d), Ом; (2) 1 вЂ” вЂ” 2 п(Иб) = Z/30, нГ/см, где Z вЂ” волновое сопротивление, L вЂ” погон35 ная индуктивность, d вЂ” внутренний диаметр проводника, 0 вЂ” наружный диаметр проводника, В случае отрезка коаксиальной линии из сильфона 9 и верхней металлической обо"" лочки 2, являющейся электропроводной оболочкой, наружный диаметр сильфона 9, как показано на фиг. 1, соответствует внутреннему диаметру d проводника, а внутрен-ний диаметр электропроводной оболочки

45 (верхняя металлическая оболочка 2) вЂ” наружному диаметру D проводника, Для вакуумного конденсатора, показанного на фиг. 1 типа с параметрами d =75 мм, D 187 мм и длиной верхней металлической

50 оболочки 2 107 мм, а также со сравнимыми размерами в нижней части конденсатора

noflHBA собственная индуктивность, вычисленная по формулам (1) и (2), составляет около 42 нГ. При этом предполагается, что вакуумный конденсатор находится в положении максимальной емкости (правая сторона на фиг. 1), а на участке изоляционной оболочки 1 недостающий до коаксиальной линии наружный проводник располагается

1828558

50 прямо на наружной поверхности изоляционной оболочки 1.

Из этих 42 нГ 19,5 падает на зону сильфона от крышки 3 до изоляционной оболочки 1 и 12 нГ на участок сильфона внутри изоляционной оболочки 1.

Из этих приблизительных расчетов следует, что больше половины всей собственной индуктивности представленного вакуумного конденсатора выпадает на долю зоны сильфона. Поэтому эффективного уменьшения собственной индуктивности можно достигнуть только путем конструктивных изменений в зоне сильфона, Так как согласно формулам (1) и (2) погонная индуктивность логарифмически зависит от соотношения диаметров 0/D участка коаксиальной линии, то есть в случае вакуумнсго конденсатора вЂ” от соотношения наружного диаметра токоведущего сильфона 9 и внутреннего диаметра электропроводной оболочки (верхней металлической оболочки 2), то уменьшение соотношения диаметров ведет к соответствующему сокращению собственной индукти В ности.

Согласно изобретению это достигается тем, что сильфон 9 своим наружным диаметром и электропроводная оболочка своим внутренним диаметром согласуются друг с другом.

Предпочтительно, если указанное соотношение диаметров меньше 1,5, в частности, меньше 1,2 . Такое соотношение диаметров достигается, например, в том случае, если при вышеуказанном размере

D = 187 мм сильфон 9 расширить до наружного диаметра d = 167 мм, то есть если расстояние между сильфоном 9 и электропроводной оболочкой будет составлять лишь 10 мм, Такое увеличение диаметра сильфона сокращает собственную индуктивность в зоне сильфона с 19,5 нГ до 2,4 нГ.

Согласование диаметров сильфона и электропроводной оболочки можно осуществить различными способами (фиг, 2 вЂ” 4).

В примере. показанном на фиг. 2, корпус вакуумного конденсатора остался в своей первоначальной форме; диаметр верхней металлической оболо1ки 2 приблизительно равен диаметру изоляционной оболочки 1. Здесь согласование обеспечивается том, что наружный диаметр сильфона 9 приравнен к внутреннему диаметру верхней металлической оболочки 2 (которая здесь является электропроводной оболочкой).

Преимущество этого примера выполнения изобретения заключается в том, что не меняется наружная геометрия вакуумного конденсатора и, следовательно, сохраняются условия его монтажа. Кроме того, увеличение диаметра сильфона ведет к уменьшению собственной индуктивности не только на участке верхней металлической оболочки 2, но и на участке изоляционной оболочки 1. Однако большое увеличение диаметра сильфона создает уже указанные вначале проблемы обслуживания, так как, вследствие большой площади поперечного сечения, велико усилие атмосферного давления на верхнюю систему электродов 6.

Пример выполнения, показанный на фиг. 3, базируется на известном сильфоне 9 малого диаметра. Здесь согласование достигается тем, что в корпус на участке верхней металлической оболочки 2 дополнительно вставлена внутренняя металлическая оболочка 10, которая выполняет роль электропроводной оболочки вместо верхней металлической оболочки 2 и внутренний диаметр которой близок диаметру сильфона. Такая конфигурация обеспечивает изменение хода высокочастотного рабочего тока, который на левой половине фиг. 3 показан стрелками, Преимущество такого примера выполнения изобретения заключается в том. что не нужно менять наружную геометрию вакуумного конденсатора. Кроме того, при этом нет проблемы обслуживания, которая возникает в случае сильфона с увеличенным диаметром.

Б примере выполнения на фиг, 4 также показан сильфон 9 с малым диаметром. Согласование внутреннего диаметра-электропроводной оболочки обеспечивается здесь не путем использования внутренней металлической оболочки, а г1утем соответствующего выполнения верхней металлической оболочки 2, которая от большого диаметра изоляционной оболочки 1 переходит в узкий участок, окружающий сильфон 9, Преимущество этого примера заключается в простоте конструкции, но при этом меняется наружная геометрия вакуумного конденсатора, Примеры выполнения, показанные на фиг. 3 и 4, в отличие от примера, показанного на фиг. 2, обеспечивают сокращение собственной индуктивности только на участке верхней металлической оболочки 2, но не на участке изоляционной оболочки 1, где сохраняется первоначальное соотношение диаметров, При изложении изобретения все время речь шла о токоведущем сильфоне, который к тому же является герметизирующим элементом. Однако изобретение не ограничи1828558 вается этим простым случаем, но распространяется и на те случаи, когда герметизиру1ощим и токоведущим являются различные сильфоны или несколько сильфонов выполняют обе функции, Кроме того, необходимо принять во внимание, что прежде всего для вакуумных конденсаторов с принудительным охлаждением токоведущего сипьфона, в которых по сообра>кениям простоты обслуживания необходимо диаметр сильфона сохранить небольшим, примеры выполнения согласно изобретению, представленные на фиг. 3 и 4, представляют особый интерес, так как в них не предпринимается никаких изменений в отношении сильфона.

В целом благодаря изобретению создан подстроечный вакуумный конденсатор, которы й. вследствие умен ьшен ной собственНоА индуктивности, обладает повышенной эксплуатационной надежностью и отличается от известных вакуумных конденсаторов небольшими конструктивными изменения ми.

Формула изобретения

1. Подстроечный вакуумный конденсатор, содержащий цилиндрический корпус, выполненный из изоляционной оболочки, верхней и нижней металлических оболочек, крышки, закрывающей верхнюю MBTBllltÌ÷åскую оболочку, и днища, закрывающего нижнюю металлическую оболочку, распбпо>кенные в корпусе верхнюю и нижнюю системы электродов, из которых нижняя система закреплена на днище, а верхняя располо>кена с возможностью перемещения вдоль оси корпуса с помощьк> управляющей штанги, проходящей через отверстие в крышке, по меньшей мере один сильфон, концентрически охватывающий управляющую штангу и соединяющий крышку с верхней системой элсктродов, при этом сильфон использован в качестве токоподвода к вер5 хней системе электродов, и электропроводную оболочку. концентрически охватывающую сипьфон, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целгло уменьшения собственной индуктивности конденсатора, наруж10 ный диаметр сильфона d и внутренний диаметр электропроводной оболочки D согласованы один с другим, а их величины

D выбраны иэ соотношения вЂ” < 1,5. б

15 2. Конденсатор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отношение величины внутреннего диаметра электропроводной оболочки и наружного диаметра сильфона выбрано предпочтительно мсньше 1, 2.

20 3. Конденсатор по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве электропроводной оболочки использована верхняя металлическая оболочка, выполненная с диаметром, равным диаметру изоляцион25 ной оболочки.

4. Конденсатор по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что внутри металлической оболочки расположена внутренняя металлическая оболочка, концентрически охвэты30 вающая сильфон. при этом наружный диаметр сильфона и внутренний диаметр внутренней металлической-оболочки согла- сованы один с другим.

5. Конденсатор по и. 2, о т л и ч а ю35 шийся тем, что в качестве электропроводной оболочки использована верхняя металлическая оболочка.

6, Конденсатор по пп. 4 и 5, о т л и ч а юшийся тем, что сильфон выполнен с при40 нудительным охлаждением.

1828558

Составитель А. Салынский

Техред M.Moðãåíòàë . Корректор И щулла

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2370 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Способ изготовления вакуумных конденсаторов // 748532

Образцовая мера переменной активной проводимости // 734825

Способ сборки ротора и статора конденсатора переменной емкости с воздушным диэлектриком // 559292

Конденсатор переменной емкости // 523463

Подстроечный конденсатор // 480123

Конденсатор переменной емкости // 421051

Подстроенный конденсатор...„.и // 395913

Устройство для обработки профилей // 384149

Всесоюзная // 373780

Вакуумный конденсатор переменной емкости // 2510694

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при модернизации выпускаемых и разработке новых типов вакуумных конденсаторов. Вакуумный конденсатор переменной емкости содержит вакуумированный корпус, состоящий из цилиндрической диэлектрической оболочки, соединенной торцовыми поверхностями с внешними выводами, внутри которой размещены пакеты неподвижных и подвижных цилиндрических коаксиальных емкостных электродов, внутренние электроды представляют центральный и смежный электроды емкостного блока, один из которых соединен с внешним выводом, а другой смонтирован на штоке, имеющем возможность возвратно-поступательного передвижения по направляющей втулке с обеспечением герметизации конденсатора за счет использования металлического сильфона, соединенного с основанием подвижного пакета и вторым внешним выводом. Центральный емкостный цилиндрический коаксиальный электрод выполнен из материала с температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), меньшим по величине, чем ТКЛР смежного емкостного электрода, перекрытие электродов, радиальное расстояние между ними и ТКЛР материала центрального электрода рассчитаны исходя из равенства величин изменения емкости между центральным и смежным электродами и изменения емкости, создаваемой остальными емкостными электродами при нагреве. Техническим результатом является повышение температурной стабильности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Вакуумный коаксиальный конденсатор переменной емкости // 2605459

Изобретение относится к области радиоэлектронной техники и может быть использовано при создании новых типов вакуумных коаксиальных конденсаторов. Изобретение основано на использовании в конструкции коаксиального вакуумного конденсатора в качестве подвижных емкостных электродов полосок прямоугольной формы, соединенных по диаметру с наружным выводом и кольцом, соединяющим два сильфона. При передвижении кольца вдоль цилиндра, соединяющего наружные выводы, полоски сжимаются или разжимаются, меняя свое радиальное положение относительно внутреннего проводника, выполняющего роль неподвижного емкостного электрода. Изменение положения пакета полосок вызывает изменение емкости конденсатора. Изобретение может быть использовано в коаксиальных линиях мощных радиоэлектронных устройств метрового и дециметрового диапазонов волн для согласования их блоков, например усилителя мощности с антенной, в фильтрах и др. Уменьшение величины минимальной емкости конденсатора, снижение реактивных составляющих тракта, является техническим результатом изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Вакуумный конденсатор переменной емкости // 2640401

Изобретение относится к вакуумному конденсатору переменной емкости, который состоит из двух пакетов емкостных цилиндрических электродов, разделенных изоляционной оболочкой, один из которых неподвижен и закреплен на цилиндрическом выводе, а другой расположен на основании, которое соединено металлическим сильфоном с другим цилиндрическим выводом и укреплено на штоке, имеющем возможность совершать возвратно-поступательные движения с помощью резьбового регулировочного винта, установленного на шарикоподшипнике и зацепленного с резьбовой головкой штока, скользящего во втулке, спаянной с выводом. В предложенном устройстве конденсатора шарикоподшипник выполнен в виде разъемной конструкции, внутреннее кольцо которого представляет собой втулку с фланцем, на пересечении наружных поверхностей которых установлены шарики в сепараторе, при этом внутреннее кольцо нижней поверхностью припаяно к торцовой поверхности вывода, а внутренняя поверхность наружного кольца имеет форму усеченного конуса, выполненного из материала инварной группы, температурный коэффициент линейного расширения которого в 10-15 раз меньше величины температурного коэффициента линейного расширения материала внутреннего кольца. Увеличение емкости конденсатора при нагреве, вызванное увеличением длины перекрытия емкостных электродов за счет линейной деформации его деталей, компенсируется перемещением подвижного пакета электродов, вызванного радиальным увеличением размера внутреннего кольца, и передачей давления через шарики на внутреннюю конусную поверхность наружного кольца, образующего тягу на основание подвижного пакета электродов. Изменением угла между образующей конусной поверхности и основанием можно регулировать величину подъема основания подвижного пакета емкостных электродов при нагреве, и следовательно, температурный коэффициент емкости конденсатора. Повышение емкости конденсатора при нагреве, а также его надежности, является техническим результатом изобретения. 2 ил.